电机控制课程设计-直流开环系统动态模型仿真研究

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1、电机控制课程设计课程名称电机控制技术院（系、部、中心）电力工程学院专业电气工程及其自动化班级姓名学号指导教师-18-目录一、任务书…………………………………………….3二、直流开环系统…………………………………….7三、直流转速单闭环调速系统………………………..9四、直流双闭环控制系统……………………………..14五、心得体会…………………………………………..19六、参考文献…………………………………………..19-18-课程设计任务书课程名称电机控制技术院（系、部、中心）电力工程学院专业电气工程及其自动化班级起止日期2010-5-24——6

2、-4指导教师-18-1．课程设计应达到的目的《电机控制技术》是电气工程及其自动化专业的专业课程，内容包括直流调速、交流调速的基本原理和控制方法。本课程要求学生在掌握基本理论的基础上,逐步培养运用理论去分析解决现场实际问题的能力，而不是机械地仅仅掌握理论而已。本课程设计正是为达到这一目的而设计的。2．课程设计题目及要求一．必做题直流开环系统、直流转速单闭环调速系统及直流双闭环控制系统动态模型仿真研究。1、仿真时间为10秒，具体仿真内容如下：（1）起动（2）3秒时加额定负载（3）5秒时调速（速度自定）2、要求获得的仿真波形有：转速波形和电枢电流波形。

3、3、比较分析上述三种系统转速波形和电枢电流波形，验证课上讲授的理论。二．选做题带电流截止负反馈的单闭环系统仿真。1、仿真时间为10秒，具体仿真内容如下：（1）起动（2）3秒时加额定负载（3）5秒时调速（速度自定）2、要求获得的仿真波形有：转速波形和电枢电流波形。3、比较分析上述三种系统转速波形和电枢电流波形，验证课上讲授的理论。-18-3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕课程设计任务：（1）审题、选题（2）系统原理、结构框图的设计（3）系统计算、建模、仿真框图、模块设计及源程序（4）系统仿真结果分析及结论

4、（5）完整的设计报告工作量的要求：（1）必做题+任选题（一题），要完成3000字左右的报告，包括课程设计的原理和工作过程。（2）要按照题目要求得出仿真模型及相关波形图。（3）视选题难度、完成的过程报告、所建模型及方真结果而决定成绩。4．主要参考文献1、陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统.北京：机械工业出版社，2003.72、电机学3、电机拖动-18-5．课程设计进度安排起止日期工作内容2010年5月24日2010年5月25日2010年5月26日2010年5月27日2010年5月28日2010年5月31日2010年6月1日2010年6月2

5、日2010年6月3日2010年6月4日(1)审题、选题(2)系统原理、结构框图的设计(3)系统计算、建模、仿真框图、模块设计及源程序(4)系统仿真结果分析及结论(5)完整的设计报告(6)发送电子档设计报告6．成绩考核办法1、提问答辩2、报告、程序及波形图教研室审查意见：教研室主任签字：年月日院（系、部、中心）意见：主管领导签字：年月日-18-一、直流开环系统动态模型仿真研究1..1开环系统直流系统的介绍在开环调速系统中，控制电压与输出转速之间只有顺向作用而无反相联系，即控制是单方向进行的，输出转速并不影响控制电压，控制电压直接有给定电压产生。如果

6、生产机械对静差率要求不高，开环调速系统也能实现一定范围内的无级调速，而开环调速系统结构简单。但是，在实际中许多需求无级调速的生产机械常常对静差率提出较严格的要求，不能允许很大的静差率1.2开环调速系统的结构原理图1.忽略各种非线性因素，假定系统中各环节的输入-输出关系都是线性的，或者只取其线性工作段；2.忽略控制电源和电位器的内阻。开环调速系统中各环节的稳态关系如下：电力电子变速器Ud0=KsUc直流电动机n=(Ud0-IdR)/Ce有上两式得到开环调系统的机械特性为=开环调速系统的稳态结构图如图1.1所示图1.1开环调速系统的稳态结构图1.3直

7、流开环系统仿真各环节参数（1）给定参数直流电动机：额定电压Un=220V，额定电流Idn=55A，额定转n=1000r/min，电动机电动系数Ce=0.192V*min/r。假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数Ks=44，滞后时间Ts=0.00167s。电枢回路总电阻R=1.0欧姆，电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s，电力拖动系统机-18-间常数Tm=0.075s。转速反馈系数α=0.01V.min/r对应额定转速时的给定电压U*n=10V。（2）计算参数==（3）结构框图（4）仿真图-18-1.4直流开环系统的分析开环调节系统

8、的优点是结构简单生产成本低，但静差率大。二．直流单闭环系统动态模型仿真研究2..1单闭环直流系统的介绍-18-为了提高直流调速系统的动静